煤矿水文地质特征与矿井水害防治技术质量分析

煤矿水文地质特征与矿井水害防治技术质量分析

王举

鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010321

摘要：当前阶段，我国社会经济不断向前推进发展，煤炭能源必不可少。与人们的生活、生产方面紧密相关。煤炭作为主体能源，发挥着重要的资源保障功能，煤炭产业煤炭资源开采量巨大、总量逐渐增长，随之而来的是地质条件的变化，这使得地下水微生物岩层煤层之间必然会形成互相接触，引起复杂的生化反应、化学反应、物理反应，煤炭企业生产中产生了具有行业特色的矿井水。矿井水资源的处理和充分利用，目前已经受到了政府和行业内人们的普遍重视，矿井水会破坏矿区周边的土壤性质，形成对环境的破坏。处理不当、肆意排放更会导致周围地下水及地表水污染的现象发生，因此加强对煤矿矿井水的处理及综合利用，是目前煤矿产业发展中要加强研究和实践的重点课题。

关键词：煤矿水文地质特征；矿井水害；防治技术

引言

水资源和煤矿资源作为我国社会发展过程中，必不可少的重要资源，也是实现企业发展的重要前提保障。在每一年煤矿资源开采的过程中，都会伴随着大量的矿井水产生，随着煤矿资源的不断增多，矿井水如果直接排放到自然环境中，势必会导致周边环境的严重污染情况，这样不仅会给矿区内的生产环境造成影响，严重的情况下还会影响周边居民的生存。同时，地表水以及降水也是煤矿开采工作中应重点预防的问题。目前，我国煤矿资源主要集中在西北地区，但是西北地区的水资源却十分稀少，尽管目前矿井水资源的实际利用效率有着明显的提升，但是依旧会存在一定的矛盾情况，为了改善此类问题的发生，相关企业更应该重视对矿井水资源的防治。

1煤矿水文地质特征

（1）断层水文地质特征分析。第一，水库断层，结合附近小断层共同形成小地垒；断距明显，且主要在水库边的地表处露出边线，断距尺寸范围为40～80m；断层一端被小断层拦截，横向切割井田；周边存在大量阶梯状的分支小断层，这些小断层的断距尺寸范围为15～30m。第二，流水沟断层，是流水沟断裂带的主断层，周边能够观察到大量断距维持在3m以内的小断层，且这些小断层的结构也相对简单；该主断层包含在次级断裂纹产生的断层的范围内，断距平均为80m。

（2）陷落柱水文地质特征分析。在矿井塌陷条件下会生成陷落柱，从而增加了矿井的导水通道，加深矿井水害程度。对于陷落柱这一导水通道而言，其突水量维持在较高水平，极容易导致淹井事故的发生。一般来说，陷落柱被揭露时整体表现出干燥、无水的状态，会在其内部进行处理；存在部分陷落柱内部紧密程度偏低，有水残留，需要在疏干水分后组织处理；当陷落柱内部紧密程度较低时，容易出现涌水不断的现象，或者发生突水；个别陷落柱的顶部位置能够观察到空洞，存在水量且可能会在揭露时出现突水，但是整体所需要花费的疏干水分时间并不长。
2煤矿矿井水害防治技术质量优化策略

2.1深部煤层矿井水害防治

某深部煤矿开采期间，施工人员采用水平与立井混合的开采模式，开采期间以煤层底部走向为基准进行综采。地质勘察结果显示，该区域煤矿受到底层产状与地形构造的限制，大气降水与河床补给为地下水的主要补给方式，自然排泄与人工排泄为地下水的主要排泄方式，区域内包含多处水层，为此需采取有效的矿井防治水技术。技术人员采用瞬变电磁技术检测矿井水害，矿井底部信号通过电磁波的方式传输至控制系统，技术人员依据信号反馈信息将检测区域划分为贫水区、富水区及中水区。通过进一步分析得知，富水区内水深为700m，距离深部煤矿开采区域120m，以富水区中心为圆心，半径为5m的区域为活跃区域。贫水区深度为300m，距离深部煤矿开采区域140m，此区域水层稳定性良好。中水区深度为500m，距离深部煤矿开采区域距离为120m，该区域水层分布状态复杂，整体结构相对稳定。工程技术人员依据矿井水害检测结果，将富水区底板层厚度设定为35m，其余区域底板层厚度设定为30m，并在贫水区铺设底板层，厚度为25m，中水层则采用25m与30m底板拼接。在深部煤层实际开采过程中，施工技术人员采用超声波探测技术完成相关检测，并依据信号反馈采用钻探设备检测巷道内部情况。完成上述操作后利用探测头完成注浆，相关技术人员需确定水层与煤层巷道管道的准确位置，妥善固定后实施超前挖掘，并进行巷道安全检测，以预防矿井水害。另外，施工人员在实施井下煤矿挖掘等操作期间，需维持煤矿回采水压处于适宜范围内，如发现回采水压异常，需停止采煤作业，并及时采取应急处理方案，以确保煤矿开采安全。

2.2采集检测水体样本

根据矿区水质检测数据资料，在煤矿地质工作与防治水工作的准备阶段中，需要对井口正常排水的水体样本进行采集，从而对水体中含有的各种微量元素和金属元素进行分析和检验，煤矿井下水如果属于较为清澈干净的岩层涌水，这样的水体质量较为良好，含有的污染物主要是水中含有的悬浮物，在处理的阶段中，处理技术较为简单，也能够对处理后水资源质量进行保障。在此类水资源处理完成之后，不仅能够作为矿区的生活用水，还能够作为工业循环冷却水进行使用，适用范围较为广泛。但是为了能够更好地将矿井水作为重要水资源进行使用，还需要对处理后的水资源进行软化处理，为水资源后续的使用提供优质的保障。

3.矿井水害的防治措施

3.1提高相关人员的专业技能

不管是煤矿的开采还是矿井水害的预防，都需要相关人员具有与其岗位相匹配的专业能力和理论知识，所以煤矿企业可以通过开展定期的培训活动，来强化相关人员的专业技术水平，进而通过水害方面知识的宣传普及，来增强他们的应急能力。除此之外，在工作人员开展煤炭的开采工作之前，一定要对实际的水文地质情况有了足够的了解，从而通过详细地记录，全面的勘测，来强化防范力度，降低水害发生的几率。

3.2全面地观测水量，做到周全考虑

在进行水量的实际观测时，一定要注重该环节的全面性和完整性。所以我们要对水位的位置，流向，压力，水质等各个方面进行全面的监测，与此同时还应做好相关的通风工作和瓦斯的检查工作，进而在各个部门的高度配合下，来落实相关的防治责任，以避免安全事故的发生。

3.3运用堵截的方法治理矿井水患

堵截顾名思义就是利用相关材料来对出水的位置和通道进行围堵，而这种方法不仅能够有效地将水拦截住，还能有效地隔断水源，以避免其接近施工人员于当地群众，所以其是当前煤矿企业一种比较常用的矿井水害的防治措施。除此之外，相关人员还可以通过水闸墙和水闸门的积极建设，来有效地控制水流速度，把控水害的影响范围。

3.4对雨季地表水的防治

在多雨的季节时，我们一定要做好雨季地表水的防治工作，这是因为地表水的治理可谓是雨季防治的第一道关卡，所以我们要通过修建和完善相应的排水设施，来防止大量的地下水进入到矿井的内部中，与此同时，我们还应该针对此工作，成立专门的应急小组，来积极展开雨季地表水的治理工作，进而借助排水系统的完善，防治措施的贯彻执行，来避免矿井出现水害现象。

4.结语

综上所述，在立足于实际的水文地质条件下，我们可以开展有针对性的矿井水害的防治措施，进而结合实际的防治情况，该地区的水文地质条件，来最大程度地维护企业的经济效益，保障施工人员的生命安全，进而在此基础上实现国家的可持续发展[3]。

参考文献：

[1]祝翠.基于GIS的淮南矿区矿井水害应急救援信息管理系统研究[D].合肥工业大学，2012.

[2]温建东.煤矿井下矿井水本安化防御体系研究及应用[D].电子科技大学，2013.

[3]李可，刘萍，芦庆和，等．顶底板裂隙和老窑采空区涌水的水文地质分析与防治水对策[J].煤，2015，24(9):1-3．